بطاريات قابلة للتمدد مضادة للغاز و الرطوبة
لقد حظيت الأجهزة القابلة للارتداء بالاهتمام لإمكانياتها العمل كمستشعرات لمراقبة المؤشرات الحيوية المختلفة ، وكوسيلة لتوصيل الأدوية ، وللأجهزة الطبية وغيرها. ومن أجل أن تكون هذه الأجهزة القابلة للارتداء عملية ووظيفيا ، يجب أن تحتوي على بطاريات قابلة للتمدد وللتشوه بدرجة عالية.
وقدكان هناك بحثا حول كيفية تحسين مرونة البطارية مع الحفاظ على عمرها وغيرها من الخصائص المرغوبة، تم إيلاء اهتمام أقل لأهمية كيفية حماية البطاريات من الرطوبة والغازات. نظرًا لكون هذه الأجهزة معرضة للهواء ، فمن المهم إطالة عمر البطارية مع حمايتها من الرطوبة والغازات الجوية.
طور فريق من الباحثين في جامعة يوكوهاما الوطنية في اليابان غشاء تغليف قابل للتمدد لهذه البطاريات مضادة للغاز والرطوبة ، مما يقربنا من إمكانية استخدام هذه الأجهزة القابلة في حياتنا اليومية.
لإنشاء هذا الفيلم المرن بحاجز غازي مرتفع ، قام الباحثون باستخدام تقنية النانو و ذلك عن طريق تغطية طبقة رقيقة من المعدن السائل على طبقة من البولييوريثين بالحرارة المترسبة على الذهب باستخدام طريقة طبقة تلو طبقة. سمحت هذه الطريقة بالتشوه المطلوب ، على عكس الأفلام المغطاة بالألمنيوم ، والتي كانت تستخدم سابقًا لمعالجة مشكلة نفاذ الغاز والرطوبة ولكنها فشلت في السماح بالمرونة المطلوبة.
ووفقًا للباحثين ، يُظهر الغشاء الناتج نفاذية ممتازة لغاز الأكسجين تحت إجهاد ميكانيكي ونفاذية لرطوبة منخفضة. إن بطارية أيونات الليثيوم القابلة للتمدد التي صممت في الدراسة قادرة على العمل بشكل فعال في الهواء بفضل غشاء الغاز القابل للتمدد.
يتيح هذا البحث القدرة على استخدام البطاريات ذات الكثافة العالية الطاقة ، و الدوام لفترة طويلة المدى ، كما أنها قابلة للتشوه بشكل كبير (على عكس البطاريات الضخمة وغير المرنة) في الأجهزة القابلة للارتداء.
إن نتائج هذا البحث تقرب الأجهزة القابلة للارتداء من أن تصبح أكثر عملية ووظيفية ، مما يفتح فرصًا لتطبيقات في الطب والصحة وغيرها من المجالات.
المصادر:
1. nanowerk.com
2. Ochirkhuyag, N., Nishitai, Y., Mizuguchi, S., Isano, Y., Ni, S., Murakami, K., Shimamura, M., Iida, H., Ueno, K., & Ota, H. (2022). Stretchable gas barrier films using liquid metal toward a highly deformable battery. ACS Applied Materials & Interfaces, 14(42), 48123-48132. https://doi.org/10.1021/acsami.2c13023
الترجمة بتصرف موقع نادي نانو
